Редуктор с внутренним зацеплением колес

Авторы патента:

Чазов Евгений Леонидович (RU)

Грахов Валерий Павлович (RU)

Симченко Ольга Леонидовна (RU)

Сунцов Александр Сергеевич (RU)

F16H1/10 - Передачи

Владельцы патента RU 2743767:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (RU)

Изобретение относится к машиностроению. Редуктор с внутренним зацеплением колес содержит ведущую шестерню с внешними зубьями (1), колесо с внутренними зубьями (2), крышку (3) с кронштейном (4), в котором выполнены отверстия и пазы для расположения в них подшипников и зубчатых колес, дополнительную пару зубчатых колес (5), (6), расположенную в колесе с внутренними зубьями (2), опорные подшипники зубчатых колес (7)-(12), расположенные в отверстиях крышки (3) и кронштейна (4) по разные стороны их зубчатых венцов, стопорные кольца опорных подшипников (13)-(15), ведомый вал (16), корпус (17). Для предотвращения заклинивания механизма параметры дополнительной пары зубчатых колес (5), (6) подобраны так, что сумма межосевого расстояния дополнительной пары зубчатых колес и радиуса окружности вершин зубьев ведомого колеса пары (6) меньше радиуса окружности вершин зубьев колеса с внутренними зубьями (2). Обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зубчатым передачам и может быть использовано во всех областях народного хозяйства.

Известен редуктор с внутренним зацеплением колес (SU 1805246 A1, МПК F16H 1/10, опубл. 30.03.1993), содержащий корпус, крышку, ведущую шестерню с внешними зубьями, установленную на подшипниковые опоры, расположенные в крышке по обе стороны шестерни, ведомое колесо с внутренними зубьями, опирающееся на установленный в корпусе и посаженный на выходной вал подшипник, а также на дополнительные подшипниковые опоры, установленные с внешней стороны ведомого колеса в корпусе редуктора [1].

Недостатком его является большой радиальный размер из-за наличия дополнительных подшипниковых опор ведомого колеса, установленных с внешней его стороны в корпусе редуктора.

Известен редуктор с внутренним зацеплением колес (SU 731144 A1, МПК F16H 1/10, опубл. 30.04.1980), содержащий корпус, крышку с кронштейном, ведущую шестерню с внешними зубьями и опорами, расположенными в крышке и на кронштейне по разные стороны зубчатого венца, ведомое колесо с внутренними зубьями, выполненное в виде зубчатого кольца, соединенного диском со ступицей и опирающегося консолями выходного вала на подшипники, расположенные в крышке и корпусе [2].

Недостатком указанной конструкции является большой ее осевой размер; это связано с тем, что подшипники опор ведущей шестерни и ведомого колеса расположены в трех плоскостях, так как один из подшипников ведомого колеса установлен в корпусе передачи и плоскость его расположения не совпадает с плоскостью расположения подшипника ведущей шестерни.

Наиболее близким к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан редуктор с внутренним зацеплением колес (RU 2659359 C1, МПК F16H 1/10, опубл. 29.06.2018). Редуктор содержит корпус, крышку с кронштейном, в котором выполнены отверстия под опорные подшипники, ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внутренними зубьями и подшипники колес, расположенные в отверстиях крышки и кронштейна по разные стороны их зубчатых венцов [3].

Недостатком этой конструкции является низкое передаточное отношение, так как в редукторе содержится одна пара зацепляющихся колес.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение передаточного отношения редуктора с внутренним зацеплением колес без увеличения его размеров.

Для решения поставленной задачи редуктор с внутренним зацеплением колес, содержащий корпус, крышку, выполненную за одно целое с кронштейном, содержащим отверстия под опорные подшипники, ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внутренними зубьями и подшипники колес, расположенные в отверстиях корпуса и кронштейна по разные стороны их зубчатых венцов, выполнен с дополнительной парой зубчатых колес внешнего зацепления, расположенных в колесе с внутренними зубьями, одно из которых является ведущим колесом пары, имеет меньшее число зубьев и жестко связано с колесом с внутренними зубьями, второе является ведомым колесом, имеет большее число зубьев и жестко соединено с ведомым валом, причем сумма межосевого расстояния дополнительной пары зубчатых колес и радиуса окружности вершин зубьев ведомого колеса пары меньше радиуса окружности вершин зубьев колеса с внутренними зубьями.

Повышение передаточного отношения редуктора с внутренним зацеплением колес при заданных его размерах обеспечивается выполнением его с дополнительной парой зубчатых колес внешнего зацепления, расположенной внутри колеса с внутренними зубьями, параметры которой обеспечивают наличие зазора между вершинами зубьев ведомого колеса дополнительной зубчатой пары и колеса с внутренними зубьями, а следовательно, отсутствие заклинивания.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид редуктора с внутренним зацеплением колес в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид по Б-Б на фиг. 1.

Редуктор с внутренним зацеплением колес содержит ведущую шестерню с внешними зубьями 1, колесо с внутренними зубьями 2, крышку 3 с кронштейном 4, ведущее колесо дополнительной пары зубчатых колес 5, ведомое колесо дополнительной пары зубчатых колес 6, опорные подшипники ведущей шестерни с внешними зубьями 7 и 8, опорные подшипники колеса с внутренними зубьями и ведущего колеса дополнительной пары зубчатых колес 9, 10, опорные подшипники ведомого колеса дополнительной пары зубчатых колес 11, 12, стопорные кольца опорных подшипников 13, 14, 15, ведомый вал 16, корпус 17.

Ведущая шестерня с внешними зубьями 1 выполнена за одно целое с ведущим валом. Крышка 3 выполнена за одно целое с кронштейном 4. В диске колеса с внутренними зубьями 2 выполнено, как минимум, одно отверстие, диаметр которого не меньше внешнего диаметра подшипника 8 ведущей шестерни с внешними зубьями. Кронштейн 4 выполнен с пазами и отверстиями для расположения в них ведущей шестерни с внешними зубьями 1, дополнительной пары зубчатых колес 5, 6 и опорных подшипников 8, 10, 12. Число зубьев ведущего колеса 5 дополнительной пары зубчатых колес Z₅ принято меньшим числа зубьев ведомого колеса 6 пары Z₆. Параметры дополнительной пары зубчатых колес 5 и 6 подобраны так, что сумма межосевого расстояния дополнительной пары и радиуса окружности вершин зубьев ведомого колеса пары 6 меньше радиуса окружности вершин зубьев колеса с внутренними зубьями 2. Посадочные отверстия в кронштейне 4 и соответствующие им наружные диаметры опорных подшипников 8 и 10 превышают диаметры окружностей вершин зубьев ведущей шестерни с внешними зубьями 1 и ведущего колеса 5 дополнительной пары зубчатых колес, причем посадочное отверстие в кронштейне 4 под опорный подшипник 10 выполнено так, что выходит за пределы цилиндрической поверхности кронштейна, образуя на ней вырез.

Ведущая шестерня с внешними зубьями 1 установлена на опорные подшипники 7, 8 и зацепляется с колесом с внутренними зубьями 2. Колеса 5 и 6 дополнительной пары зубчатых колес зацепляются друг с другом и установлены на опорные подшипники 9, 10и 11, 12. Опорные подшипники 9 и 10 являются одновременно опорными подшипниками колеса с внутренними зубьями 2.

Сборка редуктора с внутренним зацеплением колес осуществляется в следующей последовательности.

Опорные подшипники 7, 9, 11 устанавливаются в крышке 3 редуктора. Ведущая шестерня с внешними зубьями 1 вводится в отверстие кронштейна 4 до установки ее на опорный подшипник 7. Ведущее колесо 5 дополнительной пары зубчатых колес вводится в центральное отверстие кронштейна 4 и устанавливается в опорном подшипнике 9, а ведомое колесо 6 дополнительной пары колес вводится в паз кронштейна 4 до вхождения его в зацепление с ведущим колесом пары 5, после чего в отверстие ведомого колеса 6 и одновременно в кольцо опорного подшипника 11 сажается ведомый вал 16. В посадочные отверстия кронштейна 4 и одновременно на валы ведущего 5 и ведомого 6 колес дополнительной пары зубчатых колес сажаются опорные подшипники 10,12 и фиксируются стопорными кольцами 13, 15. Колесо с внутренними зубьями 2 осевым перемещением вводится в зацепление с ведущей шестерней с внешними зубьями 1 и одновременно сажается на вал ведущего колеса 5 дополнительной пары зубчатых колес и фиксируется на нем. После этого опорный подшипник 8 сажается через отверстие в диске колеса с внутренними зубьями 2 на вал ведущей шестерни с внешними зубьями 1 и одновременно в посадочное отверстие кронштейна 4 и фиксируется стопорным кольцом 14. Собранный таким образом блок деталей вводится в корпус редуктора 17, к которому крепится крышка 3.

Редуктор с внутренним зацеплением колес работает следующим образом.

Вращательное движение передается от ведущей шестерни с внешними зубьями 1 колесу с внутренними зубьями 2 и жестко связанному с ним ведущему колесу 5 дополнительной пары зубчатых колес, а от колеса 5 - ведомому колесу 6 дополнительной пары колес и жестко связанному с ним ведомому валу 16.

Благодаря тому, что редуктор с внутренним зацеплением колес выполнен с дополнительной парой колес 5 и 6, числа зубьев которых равны Z₅ и Z₆, передаточное отношение редуктора увеличивается в Z₆/Z₅ раз.

При этом увеличения размеров редуктора не происходит, так как дополнительная пара зубчатых колес 5, 6 располагается внутри колеса с внутренними зубьями 2.

Список использованных источников

1. А.с. SU 1805246 A1 СССР, МПК F16H 1/10. Редуктор с внутренним зацеплением зубьев / А.И. Митяев; заявитель: Производственное объединение «Алтайский тракторный завод». №4817406; заявл. 15.03.1990; опубл. 30.03.1993, Бюл. №12.

2. А.с. SU 731144 A1 СССР, МПК F16H 1/10. Несоосный редуктор / Б.А. Буров, Е.И. Романов, Ц.С. Хайтович; заявитель: Специальное конструкторское бюро «Газстроймашина». №2122716; заявл. 11.04.1975; опубл. 30.04.1980, Бюл. №16).

3. Пат. RU 2659359 C2 Российская Федерация, МПК F16H 1/10. Передача с внутренним зацеплением колес / Ф.И. Плеханов, В.П. Грахов, Г.Н. Первушин, В.Б. Федоров.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова». №2017117774; заявл. 22.05.2017; опуб. 29.06.2018, Бюл. №19. 9 с.; 2 ил.

Редуктор с внутренним зацеплением колес, содержащий корпус, крышку, выполненную за одно целое с кронштейном, содержащим отверстия под опорные подшипники, ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внутренними зубьями и подшипники колес, расположенные в отверстиях корпуса и кронштейна по разные стороны их зубчатых венцов, отличающийся тем, что выполнен с дополнительной парой зубчатых колес внешнего зацепления, расположенных в колесе с внутренними зубьями, одно из которых является ведущим колесом пары, имеет меньшее число зубьев и жестко связано с колесом с внутренними зубьями, второе является ведомым колесом, имеет большее число зубьев и жестко соединено с ведомым валом, причем сумма межосевого расстояния дополнительной пары зубчатых колес и радиуса окружности вершин зубьев ведомого колеса пары меньше радиуса окружности вершин зубьев колеса с внутренними зубьями.

Изобретение относится к области машиностроения. Редуктор планетарный с промежуточным сателлитом содержит корпус, внутри которого соосно располагаются два центральных колеса: неподвижное, жестко связанное с корпусом, и подвижное, жестко связанное с тихоходным валом, на внутренних поверхностях которых имеются зубья с неодинаковым их количеством, а также водило, жестко связанное с быстроходным валом.

Безводильная трехсателлитная планетарная передача // 2736963

Изобретение относится к области машиностроения. Безводильная трехсателлитная планетарная передача включает неподвижное центральное колесо с внутренним зацеплением, центральное ведущее колесо, три сателлита, первый и второй из которых связаны между собой первым трехпарным рычагом, третья пара которого образована вторым трехпарным рычагом, соединенным во вторую пару с третьим сателлитом, и выходное звено.

Линейный электропривод // 2735979

Линейный электропривод относится к электромеханическим линейным исполнительным механизмам, представляющим собой совмещённую конструкцию электродвигателя и эксцентриковой передачи винт - гайка.

Способ хрусталева е.н. изготовления цилиндрического зубчатого зацепления механической передачи и цилиндрическое зубчатое зацепление для его осуществления // 2735434

Зубчатые венцы колеса и шестерни каждой ступени механической передачи изготавливают из материала с одинаковым углом ϕ° внутреннего трения, угол зацепления зубьев шестерни и колеса где r и R (м) - радиусы делительных окружностей шестерни и колеса в полюсе зацепления, причем в зубчатых передачах с одной и двумя линиями зацепления цилиндрических зубьев шестерни и колеса линии зацепления в полюсе зацепления выполняют ломаными на два равных отрезка, соответствующих по длине катету прямоугольного треугольника колеса, составленному с другим катетом и образующему с гипотенузой треугольника, равной радиусу R делительной окружности колеса, угол угол давления в передачах с одним полюсом зацепления и - в передачах с двумя полюсами зацепления принимают равными где угол ϕ° внутреннего трения материала колеса и шестерни определяют как ϕ°=45°-0,5arctgε, ε - диэлектрическая проницаемость материала колеса и шестерни, или ϕ°=45°-0,5arctgμ, μ - магнитная проницаемость материала колеса или шестерни; при длине Lш линий зацепления шестерни, равной длине Lк линий зацепления сопряженного с ней колеса, то есть Lш=Lк (м), в зацеплении при передаче крутящего момента от шестерни к колесу поверхность зуба шестерни без трения и скольжения перекатывают по поверхности зуба колеса; значения коэффициентов концентрации и неравномерности распределения нагрузки по длине линии зацепления на ширине В (м) зубьев шестерни и колеса принимают в расчетах соответственно равными КНβ=1, КFβ=1.

Двухступенчатый циклоидальный редуктор // 2733447

Изобретение относится к зубчатым планетарным передачам вращения. Двухступенчатый циклоидальный редуктор состоит из корпуса 2, закрытой неподвижной крышки 3 и подвижной крышки 4.

Регулировочный блок для регулировки по азимуту и/или для регулировки угла атаки ветроэнергетической установки, соответствующие устройства регулировки с таким регулировочным блоком, ветроэнергетическая установка, способ регулировки роторной лопасти, способ отслеживания направления ветра, а также применение регулировочного блока // 2732083

Данное изобретение касается регулировочного блока (202, 302) для регулировки по азимуту и/или для регулировки угла атаки ветроэнергетической установки (100), регулировочного устройства, устройства (200) регулировки угла атаки, устройства (300) регулировки по азимуту, ветроэнергетической установки, а также способов регулировки роторной лопасти и отслеживания направления ветра, а также применения регулировочного блока и/или регулировочного устройства.

Ролико-винтовой редуктор // 2731193

Изобретение относится к области машиностроения. Ролико-винтовой редуктор содержит входное звено, содержащее две гайки входного звена с внутренней многозаходной резьбой разного направления, закрепленные друг относительно друга, опорное звено, содержащее две гайки опорного звена с многозаходной резьбой разного направления, закреплённые друг относительно друга, выходное звено, содержащее две гайки выходного звена с многозаходной резьбой разного направления, закреплённые друг относительно друга.

Напряженная волновая зубчатая передача и генератор волн // 2730295

Группа изобретений относится к области машиностроения. Напряженная волновая зубчатая передача содержит жесткое зубчатое колесо, гибкое зубчатое колесо, выполненное с возможностью зацепления с жестким зубчатым колесом, и генератор волн для изгибания гибкого зубчатого колеса с получением некруглой формы и образованием участка зацепления с жестким зубчатым колесом и для перемещения участка зацепления в окружном направлении жесткого зубчатого колеса.

Передача // 2730293

Изобретение относится к области машиностроения. Передача включает корпус, входной вал с генератором волн, диск с пальцами, объединенных пластинами и установленных в опорной части диска в пазах сферической формы, диск с направляющими отверстиями, колесо с внутренними зубьями, взаимодействующими с пальцами, и выходной вал.

Волновая передача // 2728990

Группа изобретений относится к волновым передачам. Волновая передача содержит жесткое и гибкое зубчатые колеса, генератор волн для изгибания гибкого колеса с образованием участков его зацепления с жестким колесом в положениях, которые разделены в окружном направлении, и для перемещения участков зацепления в окружном направлении, и незацепляющуюся область, образованную в части каждого из участков зацепления в направлении линии зуба.